DE3032163A1

DE3032163A1 - Underfloor heating cement floor finish - is thin with short thin straight steel fibres irregularly inlaid, enhancing conductivity

Info

Publication number: DE3032163A1
Application number: DE19803032163
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Schuh Co Felix GmbH
Current assignee: Schuh Co Felix GmbH
Priority date: 1980-08-26
Filing date: 1980-08-26
Publication date: 1982-03-04

Abstract

The tread-resistant cement floor finish, with inlaid metal particles, covers underfloor heating pipes sited on a softly resilient heat insulation layer. The covering (11) is not more than 30mm, and pref. not more than 20mm. thick. It has straight-steel fibres (12) or wires irregularly inlaid in it, less than 2mm - pref. less than 1mm. - thick and 5-25mm pref. 10-20 mm long, in a proportion of 0.5 - 2% pref. 0.8 - 1% by volume. Main constituents of floor finish are cement, water and sand-type aggregate, with the latter's granular size pref. not exceeding 4mm. Improved heat-conductivity is combined with reduced weight and thickness, without affecting workability.

Description

REGISTERED REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICEREGISTERED REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE

,-,,-· r. ι ■ τ -, ' A χίττ ' - ^R--^A·-KÜHNEN*, DIPL-ING., - ,, - · r. ι ■ τ -, 'A χίττ' - ^R - ^A · -KÜHNEN *, DIPL-ING.

Felix Schumi +· Co GmbH w. luderschmidt», dr.. dipl-chem.Felix Schumi + · Co GmbH w. Luderschmidt », dr .. dipl-chem.

PATENTANWÄLTE .PATENT LAWYERS.

R.-A. JCUHNEN'*., DiPL-I W. LUDERSCHMIDT** P.-Ä. WACKER*,* DiPL.-iNG.. dipl:-wirtsch;-ing.R.-A. JCUHNEN '*., DiPL-I W. LUDERSCHMIDT ** P.-Ä. WACKER *, * DiPL.-iNG .. dipl: -wirtschaft; -ing.

4300 Essen4300 food

. 11 FSO1 01 2/ko. 11 FSO1 01 2 / ko

Flächenheizvörrichtung für einen Fußboden, sowie Estrichwerkstoff hierfür und Verfahren zu dessenSurface heating device for a floor, as well as Screed material for this and process for it

HerstellungManufacturing

Die Erfindung betrifft eine Flächenheiz vorrichtung für einen Fußboden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 _t sowie einen als Abdeckung hierfür geeigneten ·Estrichwerkstoff und ein Verfahren au dessen Herstellung. .- ■■.--<■■.-.. : - -_; The invention relates to a surface heating device for a floor, according to the preamble of claim 1 and a _t this as a cover suitable · screed material and a method of manufacturing au. .- ■■ .-- <■■ .- ..: - - _;

Bei bekannten-Flächenheizvorrichtungen für Fußböden· sind unterhalb einer trittfesten Estrichabdeckung ·- Heizelemente angeordnet» in der Regel in Form von _: ,,.,, mäanderförmig verlegten Heizrohren, die von Warmwasser durchströmt werden. Unterhalb der Heizrohre .-ist eine Wärmedämmlage vorgesehen, um die Wärmeabfuhr zur-darunterliegenden Rohdecke ün zu vermindern.. Die Estrichabdeckung muß erhebliche Belastungen aufnehmen und gegenüber den häufig aus Kunststoff bestehenden Heizrohren sowie der Wärmedämmlage, ab-. .. stützen können, so daß die Estrichabdeckung mit er-In known surface heating devices for floors, heating elements are arranged below a non-slip screed cover, usually in the form of _: ,,. ,, meandering heating pipes through which hot water flows. A thermal insulation layer is provided below the heating pipes in order to reduce the heat dissipation to the raw ceiling below. .. can support so that the screed cover with

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heblicher Biegezugfestigkeit und damit erheblicher Dicke ausgebildet werden muß. Um Höchstbelastungen von 200 kp/m dauerhaft aufnehmen zu können, ist etwa gemäß DIN 4109 vorgeschrieben, daß die Mindestdicke 35 mm betragen muß; Zementestriehe auf Heizungen müssen mindestens 45 mm dick über der Oberkante der Heizrohre hergestellt werden.considerable flexural strength and thus considerable thickness must be formed. To maximum loads of 200 kp / m permanently, it is prescribed according to DIN 4109 that the minimum thickness Must be 35 mm; Cement floors on heaters must be made at least 45 mm thick above the upper edge of the heating pipes.

Eine gewisse Mindestdicke ist aber auch erforderlich, um eine gewünschte Vergleichmäßigung der Temperatur an der Oberseite der Estrichabdeckung zu erzielen. Die Heizrohre sind in der Regel parallel in Abständen von beispielsweise 30 cm unter der Estrichabdeckung angeordnet und geben Wärme in die Estrichabdeckung ab, die ein relativ schlechter Wärmeleiter ist. Da der Wärmeleitweg von einem Heizrohr zur Oberseite der Estrichabdeckung unmittelbar über dem Heizrohr erheblich geringer ist als zu einem Oberflächenbereich der Estrichabdeckung, der zwischen benachbarten Heizrohren liegt, ergibt sich an den Stellen der Heizrohre zwangsläufig eine erhöhte Temperatur. Diese Temperaturunterschiede sind um so größer, je dünner die Estrichabdeckung ist, je größer also der Unterschied der beiden betrachteten Wärmeleitwege zu einem Oberflächenbereich direkt über dem Heizrohr einerseits und einem Oberflächenbereich zwischen benachbarten Heizrohren andererseits ist; gemäß der DE-GbmS 72 25 287 sollte daher die Mindestdicke der Estrichabdeckung in der Größenordnung von 10 cm liegen, was aber zu einer erheblichen Verteuerung führt und darüber hinaus eine sehr große Gewichtsbelastung des tragenden Bauwerks mit sich bringt. However, a certain minimum thickness is also required in order to achieve the desired uniformity of the temperature at the top of the screed cover. The heating pipes are usually parallel at intervals for example 30 cm below the screed cover and give heat to the screed cover which is a relatively poor conductor of heat. Because the heat conduction from a heating pipe to the top the screed cover directly above the heating pipe is considerably less than to a surface area the screed cover, which lies between adjacent heating pipes, is produced at the points of Heating pipes inevitably have an increased temperature. These temperature differences are greater, the thinner the screed cover is, the greater the difference between the two considered heat conduction paths to a surface area directly above the heating pipe on the one hand and a surface area between adjacent heating pipes on the other hand; according to DE-GbmS 72 25 287 should therefore be the minimum thickness the screed cover are in the order of 10 cm, but this leads to a considerable increase in the price leads and also brings a very large weight load on the supporting structure with it.

Zur Vermeidung derart großer Dicken der Estrichabdeckung schon alleine aus Gründen der Vergleichmäßigung der Wärmeverteilung ist es aus der DE-GbmS 72 25 287 bekannt, an der Oberseite der Heizrohre eine Belegung aus Metalldraht vorzusehen, der WärmeTo avoid such great thicknesses of the screed cover, if only for reasons of uniformity the heat distribution is known from DE-GbmS 72 25 287, on the top of the heating pipes to provide a covering of metal wire, the heat

erheblich besser leitet als beispielsweise Zementestrich und so unterhalb der Estrichabdeckung für eine Vergleichmäßigung der Wärmebelastung sorgt. Dies vermindert auch Spannungen im Estrich, die zu Eissen führen könnten. Wenn diese Maßnahme allerdings mit einer entsprechenden Verminderung der Estrichdicke einhergeht, so wird hierdurch die angestrebte Vergleichmäßigung der Temperatur an der Oberfläche der Estrichabdeckung zu einem gewissen Teil wieder aufgehoben, da eine völlige Vergleichmäßigung des Wärmeeinfalls von der Unterseite der Estrichabdeckung her auch mit derartigen flächenhaften Wärmelextelementen natürlich nicht erzielt werden kann.Conducts considerably better than cement screed, for example, and so underneath the screed cover for a Uniformity of the heat load ensures. This diminishes also tensions in the screed, which could lead to icing. If this measure, however, with is accompanied by a corresponding reduction in the screed thickness, this will achieve the desired uniformity the temperature on the surface of the screed cover is partially canceled, there is a complete equalization of the incidence of heat from the underside of the screed cover Of course, it cannot be achieved even with such flat thermal text elements.

Daher ist aus Gründen einer gleichmäßigen Temperaturverteilung an der Oberfläche der Estrichabdeckung eine gewisse Mindestdicke nicht zu unterschreiten, die auch aus Festigkeitsgründen erforderlich ist. Diese erhebliche Dicke der schlecht wärmeleitenden Estrichabdeckung führt zu einer zwangsläufigen Trägheit der Heizung im Sinne eines langsamen Ansprechens auf Steuerbefehle, da eine erhebliche Zeit vergeht, bis eine Erhöhung oder Absenkung der Wassertemperatur in den Heizrohren zu einer entsprechenden Änderung der Raumtemperatur führt. Ein schnelleres Anheben der Raumtemperatur könnte allenfalls durch erhöhte Vor— lauftemperatur des Warmwassers erzielt werden, was jedoch neben erhöhtem Energieverbrauch und anlagentechnischem Aufwand zur Bereitstellung einer solchen erhöhten Temperatur auch deshalb Bedenken begegnet, weil rasche und starke Temperaturerhöhungen den Baukörper mit nachteiligen Spannungen belasten.Therefore, for the sake of a uniform temperature distribution on the surface of the screed cover not to fall below a certain minimum thickness, which is also necessary for reasons of strength. This considerable thickness of the poorly thermally conductive screed cover inevitably leads to inertia the heating in the sense of a slow response to control commands, as a considerable amount of time passes, until an increase or decrease in the water temperature in the heating pipes results in a corresponding change the room temperature leads. Raising the room temperature more quickly could only be achieved by increasing the temperature. running temperature of the hot water can be achieved, which, however, in addition to increased energy consumption and plant engineering The effort to provide such an elevated temperature also met concerns, because rapid and strong temperature increases put negative stresses on the building structure.

Zur Minderung dieses Problemes ist es bei einer Flächen heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE-OS 26 21 938 ersichtlich ist, bekannt, in der Estrichabdeckung Einlagen aus einem Material größerer Wärmeleitfähigkeit anzuordnen. DabeiTo alleviate this problem, there is one area heating device according to the preamble of claim 1, as can be seen from DE-OS 26 21 938, known, to arrange inserts made of a material of greater thermal conductivity in the screed cover. Included

können im Estrichmaterial selbst auch Körner, Späne oder Splitter aus Metall eingelagert werden. Diese Maßnahmen zielen darauf ab, die Wärmeleitfähigkeit des so gebildeten Verbundwerkstoffes etwa aus Zementestrich mit eingelagerten Metallspänen gegenüber "dem Wärmeleitwert von normalem Zementestrich zu erhöhen und so die Wärmeleitung in der Estrichabdeckung zu verbessern. Damit wird einerseits eine Vergleichmäßigung des Temperaturprofils in der Estrichabdeckung und insbesondere an dessen Oberfläche erzielt, und kann andererseits auch bei geringen Vorlauftemperaturen des Warmwassers die Ansprechträgheit der Fußbodenheizung verringert werden. Die Dicke der Estrichabdeckung kann unter wärmetechnischen Gesichtspunkten minimiert werden und ist nur noch dadurch begrenzt, daß die erforderlichen Festigkeitswerte für die vorgesehenen Höchstbelastungen erreicht werden müssen.Grains, chips or metal splinters can also be stored in the screed material itself. These Measures are aimed at increasing the thermal conductivity of the composite material formed in this way, for example from cement screed with embedded metal chips compared to "increasing the thermal conductivity of normal cement screed and so improve the heat conduction in the screed cover. On the one hand, this results in an equalization the temperature profile achieved in the screed cover and in particular on its surface, and can on the other hand, the responsiveness of the underfloor heating even at low flow temperatures of the hot water be reduced. The thickness of the screed cover can be from a thermal point of view can be minimized and is only limited by the fact that the required strength values for the intended Maximum loads must be achieved.

Jedoch treten Nachteile in anderer Hinsicht auf. Bei einer Einlagerung von im wesentlichen kugelförmigen Metallteilchen in Pulver- oder Körnerform tritt zwar sicherlich eine entsprechende schnellere Wärmeleitung etwa von der Unterseite eines MetalTkorns zu dessen Oberseite hin auf, die um Größenordnungen höher ist als in einem entsprechenden Völumenteü aus Zementestrich. Zu beiden Seiten des Metallkornes jedoch wird der Wärmeübergang durch die Grenzflächen in gewissem Umfange behindert, und die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit insgesamt fällt nur sehr gering aus, wenn an der der Wärmeeinfaliseite gegenüber-' liegenden Seite des Metallkornes nicht ein weiteres Metallkorn in geringem Abstand liegt. Dies führt zu der Forderung, einen möglichst hohen Anteil an Metallpartikeln in die Estrichabdeckung einzubringen, um den Gesamtwärmeleitwert der Abdeckung deutlich"anheben zu können. Abgesehen von herstellungstechnischen Problemen eines sehr hohen Metallanteiles^;in Form von Kügelchen od. dgl. ergibt dies jedoch eine nachteiligeHowever, there are disadvantages in other respects. When essentially spherical metal particles are embedded in powder or granular form, there is certainly a corresponding faster conduction of heat, for example from the underside of a metal grain to its upper side, which is orders of magnitude higher than in a corresponding volume of cement screed. On both sides of the metal grain, however, the heat transfer through the interfaces is hindered to a certain extent, and the overall improvement in thermal conductivity is only very slight if there is no further metal grain at a short distance on the side of the metal grain opposite the heat incident side. This leads to the requirement to incorporate a high proportion of metal particles in the screed covering to the Gesamtwärmeleitwert the cover to be able to "raise significantly Aside from technical manufacturing problems of a very high metal ^proportion;. Od in the form of beads or the like, this results, however, have a detrimental..

] starke Erhöhung des Gewichtes der Estrichabdeckung, da beispielsweise Eisen ein mehr als vierfach höheres spezifisches Gewicht als Zementestrich besitzt. Wenn beispielsweise 50% des Volumens der Estrichabdeckung β von Metallpartikeln eingenommen würde, so würde sich deren Gewicht gegenüber einer Abdeckung aus Zementestrich ohne Einlagerungen bei gleicher Dicke mehr als verdoppeln, was im Hinblick auf die Gewichtsbelastung des tragenden Bauwerkes außerordentlich ] strong increase in the weight of the screed cover, since iron, for example, has a specific weight that is more than four times higher than cement screed. If, for example, 50% of the volume of the screed cover β were occupied by metal particles, their weight would more than double compared to a cover made of cement screed without inclusions with the same thickness, which is extraordinary in terms of the weight load on the load-bearing structure

IQ nachteilig ist und etwa eine Anwendung bei Altbauten glatt ausschließen würde. Hinzu kommt, daß die Biegezugfestigkeit der Estrichabdeckung durch eingelagerte Metallpartikel beispielsweise in Form von Kügelchen unkontrolliert beeinflußt würde und wahrscheinlich geringer wäre als ohne Einlagerungen, da zwischen den Metalloberflächen und dem Zementestrich nur begrenzte Haftung auftritt. Hinzu kommt weiterhin, daß ein hoher Metallanteil zwar die Wärmeleitfähigkeit verbessert, jedoch auch die Wärmekapazität erhöht, so daß hierdurch die Regelbarkeit der Heizung wiederum nachteilig beeinflußt würde, da zunächst eine große Metallmasse aufgeheizt werden muß bzw. nach Abschaltung der Heizung abkühlen muß.IQ is disadvantageous and about an application in old buildings would rule out smoothly. In addition, the flexural strength of the screed cover is due to embedded Metal particles, for example in the form of spheres, would and probably would be influenced in an uncontrolled manner would be less than without deposits, since only between the metal surfaces and the cement screed limited liability occurs. In addition, a high proportion of metal increases the thermal conductivity improved, but also increased the heat capacity, so that the controllability of the heating in turn would be adversely affected, since a large metal mass must first be heated or must cool down after switching off the heating.

Sowohl aus der DE-OS 26 21 938 als auch etwa aus der DE-OS 27 54 218 ist es daher auch bekannt, die eingelagerten Metallpartikel im Vergleich zu einer kugelähnlichen Form flächiger und langgestreckter auszubilden und etwa Metallspäne zu verwenden, wie sie bei der Metallbearbeitung anfallen. Durch eine solche Formgebung der Metallpartikel könnten zwar die vorstehend geschilderten Nachteile dadurch vermindert werden, daß bereits bei erheblich geringerem Metallanteil eine deutliche Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit der Abdeckung insgesamt auftritt. Entsprechend ist für Metallspäne gemäß der DE-OS 27 54 gegebenenfalls auch nur eine Gesamtmenge von fünf Raumteilen an Metallspänen, entsprechend etwas überBoth from DE-OS 26 21 938 as well as from DE-OS 27 54 218 it is therefore also known that embedded metal particles are more flat and elongated compared to a spherical shape to train and to use metal shavings, such as those generated in metalworking. By a Such a shaping of the metal particles could indeed reduce the disadvantages outlined above be that even with a significantly lower metal content, a significant increase in thermal conductivity the overall coverage occurs. Corresponding is for metal chips according to DE-OS 27 54 possibly only a total of five parts of the volume of metal chips, correspondingly a little over

20 Gew.-% an Metall im Zementestrich, vorgesehen.20% by weight of metal in the cement screed is provided.

Ein solcher Verbundwerkstoff aus Zementestrich und unregelmäßig geformten Metallspänen ist jedoch in der Praxis mit einem auch nur annähernd ausreichenden Metallanteil nicht herstellbar. Bereits bei weniger als 1 Gew.-%" Zumischung an Metallpartikeln dieser Art, also einem Zwanzigstel der gemäß DE-OS 27 54 218 vorgesehenen Menge, tritt im Estrichwerkstoff durch Aneinanderhaken der Metallteilchen eine "Igelbildung¹¹ auf, bei der sich die Metallspäne zu Klumpen verhaken und nicht mehr homogen verteilbar sind. Derartige Metallklumpen haben nicht nur die Unverarbeitbarkeit der Estrichmasse beim Abziehen mit der Egalisierlatte oder dem Streichholz oder einer Glättkelle zur Folge, sondern wurden auch den Effekt einer homogenen Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Estrichabdeckung zunichte machen. Darüber hinaus ergäben sich Probleme durch im Inneren der Estrichabdeckung verhakte und dami'c verankerte Metallspäne, die an der Oberfläche der Estrichabdeckung vorstehen, während im Falle einer Anlage des Estrichs an Kunststoffrohren deren Beschädigung bei relativen Wärmebewegungen zu befürchten wäre. Derartige Metallspäne könnten also homogen allenfalls in einer minimalen Zuschlagsmenge eingebracht werden, die keine merkliche Auswirkung mehr auf die Wärmeleitfähigkeit der Estrichabdeckung insgesamt haben würde.However, in practice, such a composite material made of cement screed and irregularly shaped metal chips cannot be produced with even an approximately sufficient proportion of metal. Even with less than 1% by weight "admixture of metal particles of this type, ie one twentieth of the amount specified in DE-OS 27 54 218, a" hedgehog ¹¹ occurs in the screed material due to the metal particles hooking together, in which the metal chips clump get caught and can no longer be distributed homogeneously. Such metal lumps not only mean that the screed compound cannot be processed when it is pulled off with a leveling stick, a match or a smoothing trowel, but would also destroy the effect of a homogeneous improvement in the thermal conductivity of the screed covering. In addition, problems would arise due to metal chips caught in the interior of the screed cover and thus anchored, which protrude from the surface of the screed cover, whereas if the screed were to lay on plastic pipes, they would be damaged by relative heat movements. Such metal chips could therefore be introduced homogeneously at most in a minimal amount of aggregate that would no longer have any noticeable effect on the thermal conductivity of the screed cover as a whole.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flächenheizvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrissenen Gattung zu schaffen, mit der ohne Beeinträchtigung der Verarbeitbarkeit des Estrichwerkstoffs für die Estrichabdeckung sowohl eine nachhaltige Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit als auch eine Verminderung des Gewichts und der Dicke erzielbar ist.In contrast, the invention is based on the object of providing a surface heating device in the preamble of To create claim 1 outlined genus with which the workability of the screed material is not impaired for the screed cover both a sustainable improvement in thermal conductivity and a reduction in weight and thickness can be achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.The solution to this problem results from the characterizing features of claim 1.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß ein Zusatz von geradlinigen Stahlfasern oder Stahldrähten innerhalb der angegebenen Bereichsgrenzen sowie mit den angegebenen Abmessungen bei der Aufbringung des Estrichwerkstoffes als Abdeckung der Heizvorrichtung keinerlei Verarbeitungsprobleme mit sich bringt. Die Stahlfasern im oberen Bereich der Abdeckung werden bei der Arbeit mit dem Streichholz oder der Glättkelle glattgelegt, so daß sich eine völlig regelmäßige Oberfläche der Estrichabdeckung ergibt, die mit jedem beliebigen Bodenbelag versehen werden kann. Trotz der relativ geringen Zuschlagmenge an Stahlfasern, die zu einer kaum merklichen Erhöhung des spezifischen Gewichtes der Estrichabdeckung führt, ergibt sich eine nachhaltige Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit, obwohl infolge der geringen Zuschlagmenge eine gegenseitige Berührung der Stahlfasern in der Estrichabdeckung in einem merklichen Umfang nicht auftritt. Die unerwartet starke Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Estrichabdeckung selbst bei derart geringer Zuschlagmenge an Stahlfasern dürfte insbesondere auf deren extrem langgestreckte Form zurückzuführen sein, durch die die Wärme von jeder Stahlfaser über eine relativ große Länge transportiert und verteilt wird; eine Temperaturerhöhung am einen Ende einer Faser bewirkt eine weitgehend verzögerungsfreie entsprechende Temperaturanhebung der gesamten Länge der Stahlfaser und damit eine gleichmäßige Wärmebeaufschlagung des umgebenden Estrichwerkstoffes über die gesamte, relativ große Faseroberfläche hinweg. Auf diese Weise ist durch die Stahlfasern gewissermaßen eine Vielzan] von im Vergleich zum eingesetzten Stahlvolumen sehr langen Wärmebrücken aus Stahl regellos in der Estrichabdeckung eingelagert, so daß der Estrichwerkstoff bei Wärmebeaufschlagung schnell voll-It has surprisingly been found that an addition of straight steel fibers or steel wires within the specified range limits as well as the specified Dimensions when applying the screed material as a cover for the heating device Brings processing problems with it. The steel fibers in the upper area of the cover are smoothed out with a match or smoothing trowel when working, so that there is a completely regular surface of the screed cover, which with each any floor covering can be provided. Despite the relatively small amount of steel fibers added, which leads to a barely noticeable increase in the specific weight of the screed cover, results in a sustainable improvement of the thermal conductivity, although due to the small amount of aggregate a mutual Contact with the steel fibers in the screed cover does not occur to a noticeable extent. The unexpectedly large improvement in the thermal conductivity of the screed cover even at such a low level The amount of steel fibers added is likely to be due in particular to their extremely elongated shape through which the heat from each steel fiber is transported over a relatively large length and is distributed; a temperature increase at one end of a fiber causes a largely instantaneous corresponding temperature increase of the entire Length of the steel fiber and thus a uniform heat application to the surrounding screed material over the entire, relatively large fiber surface. In this way, due to the steel fibers, there is, so to speak, a multitude of values compared to the one used Steel volume very long thermal bridges made of steel randomly embedded in the screed cover so that the screed material quickly becomes full when exposed to heat.

ständig und homogen von der Wärme durchdrungen wird. Durch die mit den eingelagerten Stahlfasern bewirkte erhebliche Erhöhung der Biegezugfestigkeit des Estrichwerkstoffes kann dieser die auftretenden Belastungen c bei erheblich verminderter Dicke der Abdeckung auf bis zu unter 20 mm sicher aufnehmen. Durch die mit den Stahlfasern bewirkte ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit der Estrichabdeckung führt auch eine so stark verminderte Dicke nicht zu merklich ungleich-is continuously and homogeneously penetrated by the heat. The considerable increase in the flexural strength of the screed material caused by the embedded steel fibers this can cope with the occurring loads c with a considerably reduced thickness of the cover Hold up to less than 20 mm safely. Due to the excellent thermal conductivity brought about by the steel fibers the screed cover, even such a greatly reduced thickness does not lead to noticeably uneven

IQ mäßiger Aufheizung der Estrichabdeckung, da die Wärme schnell in jeder Richtung weitergeleitet wird. Dadurch weist die Estrichabdeckung im Ergebnis durch die einerseits stark verbesserte Wärmeleitfähigkeit und die andererseits verminderte Wärmekapazität optimale Eigenschaften in wärmetechnischer Hinsicht auf, welche bei sehr geringer Vorlauftemperatur des Warmwassers eine ausgezeichnete Regelfähigkeit der Heizung ergeben, und besitzt darüber hinaus geringstmögliches Gewicht, so daß das tragende Bauwerk in erheblichem Umfange gewichtsentlastet wird. Dies macht die erfindungsgemäße Heizvorrichtung im Verein mit der konstruktiv geringen Bauhöhe der Estrichabdeckung besonders geeignet für einen nachträglichen Einbau einer Fußbodenheizung in Altbauten. Störende unterschiedliche Bodenhöhen zwischen Räumen mit Fußbodenheizung und solchen ohne Fußbodenheizung können vermindert oder ganz vermieden werden, da die geringe Dicke der Estrichabdeckung der erfindungsgemäßen Flächenheiζvorrichtung zu einer entsprechend verminderten Gesamtauflagenhöhe ab Oberkante Rohdecke führt, die bei Abdeckung mit normalem Zementestrich ohne Flächenheizvorrichtung ebenfalls erreicht werden kann.IQ moderate heating of the screed cover, since the Heat is passed on quickly in every direction. As a result, the screed cover has, on the one hand, greatly improved thermal conductivity and the other hand, the reduced heat capacity, optimal properties in terms of thermal engineering which has excellent control capability at a very low flow temperature of the hot water the heating result, and also has the lowest possible weight, so that the load-bearing structure is relieved of weight to a considerable extent. This makes the heating device according to the invention in association With the low construction height of the screed cover, it is particularly suitable for a subsequent Installation of underfloor heating in old buildings. Disturbing different floor heights between rooms with underfloor heating and those without underfloor heating can be reduced or avoided entirely, as the low Thickness of the screed cover of the surface heating device according to the invention to a corresponding reduced total run height from the upper edge of the raw ceiling, which is the case when covered with normal cement screed can also be achieved without a surface heating device.

Zwar ist es seit langem bekannt, zur Herstellung von Formteilen aus Beton einen Zuschlag aus Stahldrähten oder Stahlfasern zum Beton zu verwenden, um die mechanische Festigkeit der Betonformteile zu erhöhen.It has long been known to use a steel wire surcharge for the production of molded parts from concrete or steel fibers to use the concrete to increase the mechanical strength of the molded concrete parts.

Einzelheiten und maßgebende Gesichtspunkte hierfür sind beispielsweise in der DE-OS 18 01 561 oder der FR-OS 22 25 392 erläutert. Dabei kommen auch geradlinige Stahlfasern mit Abmessungen und in Zuschlagmengen in Betracht, wie sie erfindungsgemäß für die Estrichabdeckung der Flächenhexζvorrχchtung verwendet werden sollen. Jedoch spielt bei derartigen stahlfaserarmierten Betonformteilen die Wärmeleitfähigkeit keine Rolle und ist im Unterschied zu einer Estrichabdeckung die Verarbeitung problemlos, da die Frischbetonmasse mit den untergemischten Stahlfasern einfach in die Form eingegossen wird und dort aushärtet. Wenn somit eine Erhöhung der Biegezugfestigkeit durch die eingelagerten Stahlfasern bei der Estrichabdeckung einer erfindungsgemäßen Flächenheizvorrichtung zumindest in gewissem Umfange erwartet werden konnte, so muß andererseits dennoch überraschen, daß auch im Falle einer Verarbeitung eines ähnlichen Werkstoffes als schwimmender Estrich Verarbeitungsprobleme durch derartige Stahlfasern nicht auftreten, und insbesondere, daß trotz der sehr geringen Zuschlagmenge an Stahlfasern eine derartig nachhaltige Verbesserung der Wärmeleiteigenschaften der Estrichabdeckung insgesamt erreicht werden kann. Ohne eine solche gleichzeitige starke Verbesserung der Wärmeleiteigenschaften aber wäre eine Verminderung der Dicke der Estrichabdeckung alleine aufgrund der Erhöhung der Biegezugfestigkeit des Materials von geringem Wert, da diese Verminderung der Dicke dem Grundsatz zuwiderlaufen würde, daß eine nicht unerhebliche Dicke erforderlich ist, um an der Oberfläche der Estrichabdeckung ein weitestgehend gleichmäßiges Temperaturprofil trotz erheblicher Abstände zwischen den Heizrohren zu erreichen, selbst wenn die Heizrohre mit flächigen Wärmeleitelementen versehen sein sollten. Somit sind bei Betonformteilen an sich bekannte Maßnahmen mit Rücksicht auf die erheblichen Unterschiede in der Bearbeitung nur bedingt auf Estrichabdeckungen zuDetails and relevant aspects for this are for example in DE-OS 18 01 561 or FR-OS 22 25 392 explained. There are also straight steel fibers with dimensions and in surcharges into consideration, as used according to the invention for the screed cover of the surface hex device should be. However, it plays with such steel fiber reinforced Concrete molded parts, the thermal conductivity does not matter and is in contrast to a screed cover processing is problem-free, as the fresh concrete mass with the mixed-in steel fibers is easy is poured into the mold and cures there. If this increases the flexural strength the steel fibers embedded in the screed cover at least one surface heating device according to the invention could be expected to a certain extent, on the other hand it must be surprising that too in the case of processing a similar material as a floating screed, processing problems such steel fibers do not occur, and in particular that despite the very small amount of aggregate on steel fibers such a lasting improvement in the thermal conductivity properties of the screed cover as a whole can be reached. Without such a simultaneous strong improvement in the thermal conductivity properties but a reduction in the thickness of the screed cover would be solely due to the increase in flexural strength of the material is of little value as this reduction in thickness is contrary to the principle would mean that a not inconsiderable thickness is required to stick to the surface of the screed cover to achieve a largely uniform temperature profile despite the considerable distances between the heating pipes, even if the heating pipes should be provided with flat heat conducting elements. So are in the case of molded concrete parts, measures known per se, taking into account the considerable differences in the Processing only conditionally towards screed covers

] übertragen, und spielen bei Estrichabdeckungen für Flächenheizvorrichtungen primär wärmetechnisehe Gesichtspunkte eine Rolle, die bei Betonformteilen überhaupt nicht auftreten, so daß weder eine problemlose Anwendbarkeit derartiger, bei Betonformteilen an sich bekannter Stahlfaserzuschläge bei Estrichabdeckungen erwartet werden konnte, noch eine solche Anwendung, selbst wenn wider Erwarten möglich, sinnvoll erschien. Tatsächlich ist auch eine spezielle Auswahl hinsieht-IQ lieh Zuschlagmenge und Abmessungen der Stahlfasern oder Stahldrähte erforderlich, um die Anwendung dieser an sich bekannten Maßnahmen bei Estrichabdeckungen für Flächenheizungen zu ermöglichen und die gewünschten funktionellen Vorteile zu erzielen. ] , and with screed covers for surface heating devices primarily thermal aspects play a role which do not occur at all with concrete molded parts, so that neither a problem-free application of such steel fiber aggregates, which are known per se for concrete molded parts, could be expected for screed covers, nor such an application, even if against it Expect possible, seemed sensible. In fact, a special selection is also required to allow the use of these known measures in screed coverings for surface heating and to achieve the desired functional advantages.

Die Untergrenze einer Zuschlagmenge von etwa 0,5 Vol.-% ergibt sich daraus, daß unterhalb dieser Zuschlagmenge eine Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit in einem signifikanten Umfang nicht mehr auftritt, und darüber hinaus auch die Festigkeitsverbesserung gering ausfällt. Unterhalb dieser Zuschlagmenge werden die mittleren Abstände zwischen den Stahlfasern so groß, daß kaum noch Wechselwirkungen zwischen benachbarten Stahlfasern auftreten. Im Bereich zwischen etwa 0,5 Vol.-% und 2 Vol.-% gelangen die Stahlfasern zumindest in irgendwelchen Randbereichen ihrer Länge in eine solche gegenseitige Nachbarschaft, daß zwischen den einzelnen Stahlfasern nur relativ geringe Weglängen an Zementestrichmaterial liegen, die schlecht wärmeleitend sind, während die größeren Abstände zwischen diesen Weglängen durch die gut leitenden Stahlfasern überbrückt sind. Eine optimale Zuschiagmenge liegt bei etwa 0,8 bis 1 Vol.-% da hier der Effekt der geschilderten Wechselwirkung zwischen den einzelnen Fasern bereits in vollem Umfange eingetreten ist, die Wärme also in ausreichendem Umfange von Stahlfaser zu Stahlfaser unter Überwindung nur einer geringen Wegstrecke im Zementestrich weitergegeben wird, undThe lower limit of a surcharge amount of about 0.5% by volume results from the fact that below this additional amount an increase in the thermal conductivity in one significant extent no longer occurs, and, moreover, the improvement in strength is also slight. Below this additional amount, the mean distances between the steel fibers are so large that that hardly any interactions between neighboring Steel fibers occur. In the range between about 0.5% by volume and 2% by volume, the steel fibers reach at least in any edge regions of their length in such mutual neighborhood that between the individual steel fibers are only relatively short distances to cement screed material, which is poorly thermally conductive are, while the larger distances between these path lengths through the highly conductive steel fibers are bridged. An optimal amount of aggregate lies at about 0.8 to 1 vol .-% because here the effect of the described interaction between the individual Fibers has already entered the full extent, so the heat in sufficient extent from steel fibers is passed on to steel fiber overcoming only a short distance in the cement screed, and

bei dieser noch sehr geringen Zuschlagmenge noch keinerlei "Igelbildung" oder ähnliche Störungen beim Untermischen der Stahlfasern in den Frischmörtel zu befürchten sind. Eine solche Igelbildung mit der damit einhergehenden Störung der Homogenität der Faserverteilung tritt bei einer Zuschlagsmenge von mehr als etwa 2 Vol.-% hingegen in merklichem Umfange auf. Außerdem geraten bei größeren Zuschlagmengen immer mehr Stahlfasern in unmittelbare gegenseitige Berührung. Dies scheint zwar im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit an sich günstig zu sein, da durch solche gegenseitige Berührungen Wärmebarrieren durch Estrichwerkstoff zwischen den Fasern vermieden werden und der Gesamtwärmeleitwert der Estrichabdeckung im Ergebnis zweifellos weiter erhöht wird. Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, daß durch solche gegenseitige Berührungen in einem merklichen Umfange sozusagen makroskopische Wärmebrücken entstehen, die das umgebende Estrichmaterial gewissermaßen kurzschließen und so dessen homogener Erwärmung entgegenwirken, da die Wärme nicht mehr gezwungen ist, auch durch das Estrichmaterial hindurchzuwandern. Auch aus diesem Grunde sind Zuschlagmengen oberhalb einer Grenze von etwa 2 Voi.-% oder etwa 10 Gew.-% an Stahlfasern häufig eher nachteilig.With this still very small amount of aggregate, no "hedgehog formation" or similar disturbances when mixing the steel fibers into the fresh mortar are to be feared. Such a hedgehog formation with the associated disruption of the homogeneity of the fiber distribution occurs to a noticeable extent with an aggregate amount of more than about 2% by volume. In addition, with larger aggregate quantities, more and more steel fibers come into direct contact with one another. This seems to be beneficial in terms of a further improvement in thermal conductivity, since such mutual contacts avoid thermal barriers through screed material between the fibers and the overall thermal conductivity of the screed cover is undoubtedly further increased as a result. Surprisingly, however, it has been shown that such mutual contact creates macroscopic thermal bridges, so to speak, to a considerable extent, which to a certain extent short-circuit the surrounding screed material and thus counteract its homogeneous heating, since the heat is no longer forced to migrate through the screed material. Also for this reason are surcharge amounts above a limit of about 2 Voi .-% or about 10 wt -.% Often rather disadvantageous to steel fibers.

Ein Optimum der Zuschlagmenge von 0,8 Vol.-% entsprechen etwa 4 Gew.-% ergibt sich bei einer bevorzugten Faserabmessung von einem Durchmesser von etwa 0,4 mm und einer Länge von 12 mm. Für geringere Faserlänge und/oder größeren Faserdurchmesser, der bei gleicher Zuschlagsmenge zu einer Verminderung der Faseranzahl führen würde, sollte die Zuschlagmenge eher etwas größer, für größere Faserlänge und geringeren Faserdurchmesser hingegen etwas geringer gewählt werden. Bei Dicken der Stahlfasern oberhalb von etwa 2 mm ergibt sich für jede einzelne FaserCorresponding to an optimum of the aggregate amount of 0.8% by volume about 4% by weight results in a preferred one Fiber dimension of a diameter of about 0.4 mm and a length of 12 mm. For shorter fiber lengths and / or larger fiber diameter, which at the same amount of surcharge would lead to a reduction in the number of fibers, should the amount of surcharge somewhat larger, but somewhat smaller for longer fiber lengths and smaller fiber diameters to get voted. With thicknesses of the steel fibers above about 2 mm, this results for each individual fiber

ein Wärmeleitquerschnitt, der in jedem Falle ausreichend groß ist, so daß eine weitere Querschnittsvergrößerung zu einer unnötigen Gewichtserhöhung bzw. bei Festlegung einer oberen Gewichtsgrenze zu einer nachteiligen Verminderung der Anzahl der einzelnen Stahlfasern führen würde. Andererseits sollte der Querschnitt der einzelnen Stahlfasern nicht zu gering gewählt werden, um einen ausreichenden Temperaturausgleich über die Länge der Stahlfaser ohne wesentliehe Zeitverzögerung zu ermöglichen. Die maximale Länge der Stahlfasern wird im wesentlichen durch die Verarbeitbarkeit begrenzt, da extrem lange Stahlfasern oder Stahldrähte natürlich nicht mehr homogen untergemischt und ohne Störung der Oberfläche der Estrichabdeckung glattgestrichen werden könnten. Eine Obergrenze der Länge liegt hier bei etwa 25 mm, bevorzugt jedoch bei 20 mm, da bei dieser Länge eine einwandfreie Verarbeitung in jedem Falle gewährleistet ist, auch wenn die Dicke der Estrichabdeckung nur bei knapp 20 mm liegt. Jedoch sollte die Länge jeder einzelnen Stahlfaser über 5 mm liegen, da sonst im Rahmen der vorgesehenen Zuschlagmengen die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und auch der Festigkeit zu gering wird. Für kleinere Längen werden auch kleinere Faserquerschnitte bevorzugt.a heat-conducting cross-section which is sufficiently large in any case, so that a further cross-sectional enlargement leads to an unnecessary increase in weight or if an upper weight limit is set, this leads to a disadvantageous reduction in the number of individual items Steel fibers would lead. On the other hand, the cross-section of the individual steel fibers should not be too small be chosen to ensure adequate temperature equalization over the length of the steel fiber without essential Allow time delay. The maximum length of the steel fibers is essentially through the processability is limited, since extremely long steel fibers or steel wires are of course no longer homogeneous mixed in and smoothed without disturbing the surface of the screed cover. One The upper limit of the length is here at about 25 mm, but preferably at 20 mm, since with this length one Perfect processing is guaranteed in any case, even if the thickness of the screed cover is only at is just under 20 mm. However, the length of each individual steel fiber should be more than 5 mm, otherwise the The improvement within the planned surcharge the thermal conductivity and also the strength is too low. For shorter lengths there are also smaller ones Fiber cross-sections preferred.

Die Unteransprüche 2 bis 7 haben vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flächenheizvorrichtung zum Inhalt. Ein zur Verwendung als Abdeckung der erfindungsgemäßen Flächenheizvorrichtung besonders geeigneter Estrichwerkstoff ergibt sich aus den Ansprüchen 8 bis 11, während die Ansprüche 12 bis 14 ein zu dessen Herstellung besonders geeignetes Verfahren zum Inhalt haben.The subclaims 2 to 7 have advantageous developments of the surface heating device according to the invention Go to content. One especially for use as a cover for the surface heating device according to the invention suitable screed material results from claims 8 to 11, while claims 12 to 14 contain a process that is particularly suitable for its production.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description an embodiment based on the drawing.

4b*4b *

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Baukörper mit einer erfindungsgemäßen Flächenheiζvorrichtung,Fig. 1 is a section through a structure with a surface heating device according to the invention,

Fig. 2 die Einzelheit aus Kreis II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, die gegenüber natürlicher Größe einer Vergrößerung von 2:1 entspricht undFIG. 2 shows the detail from circle II in FIG. 1 in an enlarged representation, compared with the more natural Size corresponds to a magnification of 2: 1 and

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäß verwendbaren Stahlfaser in dem der Darstellung gemäß Fig. 2 entsprechenden Maßstab.Fig. 3 is a view of a usable according to the invention Steel fiber on the scale corresponding to the representation according to FIG.

Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen erfindungsgemäßen Baukörper für die Flächenheiζvorrichtung geht die Heizwirkung von Heizrohren 1 aus, die in der bekannten Weise etwa mäanderförmig unter der zu heizenden Oberfläche 2 angeordnet sind. Auf einer Rohdecke 3 kann bei Bedarf zunächst eine Ausgleichsschüttung 4 mit einer Höhe von beispielsweise 10 mm vorgesehen werden, die bei Bedarf mit einer Trittschall-Dämmunterlage 5 nach oben hin abgedeckt ist. Als Trittschall-Dämmunterlage 5 kommt beispielsweise eine pe-Schaumfolie mit etwa 4 mm Höhe in Betracht. 25In the structure according to the invention for the surface heating device, which can be seen from FIG. 1, the heating effect is based on heating pipes 1 which are arranged in the known manner approximately in a meandering manner under the surface 2 to be heated. If necessary, a leveling bed 4 with a height of, for example, 10 mm can first be provided on a raw ceiling 3, which is covered at the top with an impact sound insulation underlay 5 if necessary. A PE foam sheet with a height of approximately 4 mm can be used as the impact sound insulation underlay 5. 25th

Oberhalb der Trittschall—Dämmunterlage 5 oder - wenn diese zusammen mit der Ausgleichsschüttung 4 entfallen kann, der Oberfläche der Rohdecke 3 sind im Beispielsfalle 50 mm dicke Dämmplatten 6 angeordnet, die aus PoIy styrolschaum bestehen können und an ihrer Oberseite Mulden 7 aufweisen, in denen die Heizrohre 1 verlegt sind.Above the footfall sound insulation underlay 5 or - if this can be omitted together with the leveling bed 4, the surface of the raw ceiling 3 are in the example 50 mm thick insulation panels 6, which are made of poly Styrene foam can exist and have troughs 7 on their upper side, in which the heating pipes 1 are laid are.

Unter die Heizrohre 1 sind in die Mulden 7 flächige Wärmeleitelemente 8 beispielsweise in Form von Leitblechen aus Aluminium eingelegt, welche der Kontur der Mulden 7 folgen und zu beiden Seiten breite Laschen 9 besitzen, die im wesentlichen über denFlat heat conducting elements 8, for example in the form of baffles, are located in the troughs 7 under the heating pipes 1 made of aluminum, which follow the contour of the troughs 7 and are wide on both sides Have tabs 9, which are essentially on the

halben Abstand bis zum benachbarten Heizrohr 1 reichen. Die Heizrohre 1 in den Mulden 7 sowie die Wärmeleitelemente 8 sind an ihrer Oberseite mit PE—Folie doppellagig abgedeckt, und hierauf ist eine mit 11 bezeichnete Estrichabdeckung angeordnet, welche an ihrer Raumseite die Oberfläche 2 aufweist, die mit jedem geeigneten Bodenbelag versehen werden kann.half the distance to the adjacent heating pipe 1. The heating pipes 1 in the troughs 7 and the heat conducting elements 8 are covered with a double layer of PE film on their upper side, and one with 11 is on top designated screed cover arranged, which at their room side has the surface 2, which can be provided with any suitable floor covering.

Wie aus der Einzelheit gemäß Kreis II aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist in die Estrichabdeckung 11 aus Zementestrich eine Vielzahl von im wesentlichen geradlinigen Stahlfasern 12 eingelagert. Eine derartige Stahlfaser 12 ist in Fig. 3 vergrößert in Ansicht dargestellt, da bei der Darstellung in Fig. 2, die ebenso wie Fig. 3 gegenüber der tatsächlichen Größe maßstabsgerecht zweifach vergrößert ist, in der Schnittebene gemäß Fig. 1 lediglich im Winkel zur Schnittebene angeordnete Stahlfasern 12 sichtbar sind. Zur Verdeutlichung der beispielhaften Lage der Stahlfasern 12 in Fig. 2 ist die Verlängerung derjenigen Stahlfasern 12, die vom Schnitt in der Zeichenebene getroffen sind, gestrichelt eingezeichnet, woraus die regellose, zufällige Anordnung der Stahlfasern im Zementestrich sichtbar wird. Das Zuschlagskorn im Zementestrich ist in Fig. 2 bei 13 veranschaulicht.As can be seen from the detail according to circle II from FIG. 2, the screed cover 11 is from Cement screed a plurality of substantially straight steel fibers 12 embedded. Such a one Steel fiber 12 is shown enlarged in Fig. 3 in view, since in the illustration in Fig. 2, the just as FIG. 3 is enlarged two times to scale compared to the actual size, in which Section plane according to FIG. 1 only steel fibers 12 arranged at an angle to the section plane are visible. To illustrate the exemplary position of the steel fibers 12 in Fig. 2 is the extension of those steel fibers 12 from the section in the plane of the drawing are taken, drawn in dashed lines, from which the random, random arrangement of the steel fibers becomes visible in the cement screed. The aggregate in the cement screed is illustrated in FIG. 2 at 13.

Obwohl die Darstellung in Fig. 2, die beispielsweise eine Zumischung an Stahlfasern 1 2 in einem Anteil von 1 Vol.-% am Estrichwerkstoff veranschaulicht, deutlieh macht, daß zwischen den Stahlfasern 12 keine Berührung besteht, sondern vielmehr merkliche Weglängen an Zementestr?ch liegen, zeigt sich überraschend doch, daß die Stahlfasern 12 das Wärmeleitvermögen des Zementestrichs ganz entscheidend verbessern. Dabei ist allerdings die Anordnung der zwischen etwa 5 und 25 mm langen Stahlfasern 12 im Raum zu beachten, die in der flächigen zeichnerischen Darstellung nicht voll zum Ausdruck kommt, und die dazu führt, daß trotzAlthough the illustration in FIG. 2, which illustrates, for example, an admixture of steel fibers 1 2 in a proportion of 1% by volume of the screed material, makes it clear that there is no contact between the steel fibers 12, but rather that there are noticeable distances of cement screed , it is surprisingly found that the steel fibers 12 improve the thermal conductivity of the cement screed quite decisively. Here, however, the arrangement of the steel fibers 12 between about 5 and 25 mm long in space must be observed, which is not fully expressed in the two-dimensional graphic representation and which leads to the fact that despite

der noch erheblichen mittleren Abstände zwischen den Stahlfasern 12 Minimalabstände irgendwo entlang der Länge der benachbarten Stahlfasern auftreten, die deutlich geringer sind als der mittlere Abstand. So wird etwa anhand der in Fig. 2 rechts oben veranschaulichten Stahlfaser 12 deutlich, daß deren hinter der Zeichenebene liegendes, gestricheltes Ende erheblich näher an der in der Mitte der Darstellung in Fig. 2 liegenden und senkrecht geschnittenen Stahlfaser 12 liegt, als der Bereich, der geschnitten wird und der etwa den mittleren Abstand zwischen diesen beiden Stahlfasern 12 kennzeichnet. Auf diese Weise bilden die Stahlfasern 12 trotz ihres sehr geringen Volumenanteils im Zementestrich Wärmebrücken, in denen die Wärme über die gesamte Länge jeder Stahlfaser 12 transportiert wird und an der Stelle kürzesten Abstandes zu einer benachbarten Stahlfaser 12 übertreten kann, von wo aus die Wärme in deren Lagerichtung weiter transportiert wird.of the still considerable mean distances between the steel fibers 12 minimum distances somewhere along the Length of the neighboring steel fibers occur, which are significantly less than the mean distance. So it is clear from the steel fiber 12 illustrated at the top right in FIG. 2 that its behind The dashed end lying on the plane of the drawing is considerably closer to the one in the middle of the illustration in Fig. 2 lying and perpendicularly cut steel fiber 12 lies as the area that is cut and which characterizes approximately the mean distance between these two steel fibers 12. In this way form the steel fibers 12 despite their very low volume fraction in the cement screed thermal bridges in which the heat is transported over the entire length of each steel fiber 12 and at the point of the shortest distance can pass to an adjacent steel fiber 12, from where the heat continues in its direction is transported.

Dadurch, daß die Heizrohre 1 keine direkte Berührung mit dem Estrichwerkstoff der Estrichabdeckung 11 besitzen, geben diese den weit überwiegenden Teil ihrer Wärme an die Auskleidung der Mulde 7 mit dem Wärmeleitelement 8 ab, von wo die Wärme schnell in dessen Seitenlaschen 9 transportiert wird. Auf diese Weise wird die Wärme von der Unterseite der Estrichabdeckung 11 im wesentlichen gleichmäßig und flächig in diese eingeführt. Die zwangsläufig verbleibenden Ungleichmäßigkeiten des Temperaturprofils an der Unterseite der Estrichabdeckung 11 werden durch die gute Wärmeleitfähigkeit des Estrichwerkstoffes mit der eingelagerten Stahlfaser 12 rasch und auch bei geringer Dicke der Estrichabdeckung 11 praktisch vollständig ausgeglichen, so daß an der überfläche 2 eine konstante Temperatur vorliegt. Durch die Abdeckung mit der doppellagigen Folie 10 wird auch bei plastischer Konsistenz des Frischmörtels dessen Eindringen in dieBecause the heating pipes 1 have no direct contact with the screed material of the screed cover 11, they give the vast majority of their heat to the lining of the trough 7 with the heat-conducting element 8 from where the heat is quickly transported in the side flaps 9. In this way the heat from the underside of the screed cover 11 is essentially uniform and flat in this introduced. The inevitably remaining unevenness of the temperature profile on the underside the screed cover 11 are due to the good thermal conductivity of the screed material with the embedded Steel fiber 12 quickly and practically completely even with a small thickness of the screed cover 11 balanced, so that there is a constant temperature at the surface 2. Through the cover with the double-layer film 10 is even with a plastic consistency of the fresh mortar its penetration into the

Mulden 7 sicher vermieden, so daß auch nach Verfestigung des Es tr ichwerkst off es Iceine unmittelbare Anlage des Estrichwerkstoffes an den vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Heizrohren 11 erfolgt. Damit sind Beschädigungen der Kunststoffrohre durch spitze Zuschlagstoffe oder Stahlfasern 12 im Estrichwerkstoff ausgeschlossen. Im Falle einer Verwendung von Heizrohren 1 aus Edel stahl wird entsprechend auch eine Kontaktkorrosion der Heizrohre 1 durch unmittelbare Nachbarschaft der Stahlfasern 12 etwa aus üblichem Baustahl vermieden. Durch die gute Wärmedämmung der Dämmplatten 6 wird ein Wärmeabfluß zur Rohdecke 3 hin minimiert, so daß auch ohne unmittelbaren Kontakt der Heizrohre 1 mit der Estrichabdeckung 11 sichergestellt ist, daß fast die gesamte, von den Heizrohren 1 freigesetzte Wärmemenge in die Estrichabdeckung 11 gelangt.Wells 7 reliably avoided, so that even after the solidification of the surface, it works immediately of the screed material is carried out on the heating pipes 11, which are preferably made of plastic. So are Damage to the plastic pipes from sharp aggregates or steel fibers 12 in the screed material locked out. In the case of the use of heating pipes 1 made of stainless steel, a corresponding Contact corrosion of the heating pipes 1 due to the immediate vicinity of the steel fibers 12, for example from the usual Structural steel avoided. Due to the good thermal insulation of the insulation panels 6, heat is drained to the raw ceiling 3 minimized, so that ensured even without direct contact of the heating pipes 1 with the screed cover 11 is that almost the entire amount of heat released by the heating pipes 1 gets into the screed cover 11.

Die Abdeckung mittels der Folie 10, die an sich zusammen mit der dargestellten Anordnung der Heizrohre in Mulden 7 einer Dämmplatte 6 bekannt ist, hat im vorliegenden Fall den zusätzlichen Vorteil, daß der Frischmörtel mit plastischer bis weicher Konsistenz angesetzt werden kann, also in Konsistenz K2 gemäß DIN 1045 oder gegebenenfalls noch weicher, ohne daß er ungewollt in irgendwelche Ritzen einlaufen kann. Es muß also nicht in der sonst üblichen Weise durch Ansetzen des Frischmörtels in der Konsistenz K1 oder noch steifer durch die steife Konsistenz des Frischmörtels sichergestellt werden, daß dieser nicht ungewollt verläuft. Die plastische bis weiche Konsistenz des Frischmörtels ist im Rahmen der Erfindung von besonderer Bedeutung, da hierdurch eine störungsfreie Zumischung der Stahlfasern 12 und eine homogene Untermi schung in einem Zwangsmischer gewährleistet werden.The cover by means of the film 10, which per se together with the illustrated arrangement of the heating pipes is known in wells 7 of an insulation board 6, has the additional advantage in the present case that the Fresh mortar can be prepared with a plastic to soft consistency, i.e. in consistency K2 according to DIN 1045 or possibly even softer, without it being able to run into any cracks unintentionally. So it does not have to be done in the usual way by preparing the fresh mortar in the consistency K1 or Even more rigid, the stiff consistency of the fresh mortar ensures that it is not accidentally runs. The plastic to soft consistency of the fresh mortar is within the scope of the invention of of particular importance, since this enables a trouble-free admixture of the steel fibers 12 and a homogeneous undermine can be guaranteed in a compulsory mixer.

Hierzu kann zunächst der Frischmörtel etwa in der Konsistenz K2 fertiggemischt werden, wonach die Stahlfasern in der gewünschten Menge zugegeben werden und ein weiterer, etwa 2 Minuten langer Mischvorgang an-For this purpose, the fresh mortar can first be mixed with a consistency of K2, after which the steel fibers added in the desired amount and another mixing process lasting about 2 minutes.

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gefügt wird, in dem die Stahlfasern in dem plastischen Frischmörtel homogen verteilt werden. Beim Aufbringen des Frischmörtels auf die Folie 10 und dessen Glattstreichen ergibt sich durch die weiche Konsistenz an der Oberfläche des Mörtels ein weichflüssiger, deutlicher Zement-Wasser-Überschuß, während der Kornzuschlag mit den Stahlfasern 12 eher zu einem Absinken neigt, so daß die Oberfläche 2 der Estrichabdeckung problemlos sauber glattgestrichen werden kann, während die oberflächennahen Stahlfasern 12 überschwemmt und glattgelegt werden.is joined, in which the steel fibers are homogeneously distributed in the plastic fresh mortar. When applying of the fresh mortar on the film 10 and its smoothing results from the soft consistency the surface of the mortar is a soft, clear cement-water excess, while the grain aggregate with the steel fibers 12 tends to sink, so that the surface 2 of the screed cover can easily be smoothed cleanly while the near-surface steel fibers 12 flooded and be smoothed out.

Nachfolgend werden Einzelheiten des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles zusammen mit den sich dabei im einzelnen ergebenden Meßdaten angeführt .Details of the exemplary embodiment illustrated in the drawing are given below together with the resulting measurement data in detail .

example

Stahlfasern mit einer Länge von 12 mm und einer Dicke von 0,4 mm wurden Frischmörtel nach Beendigung des Mischvorganges in einer Menge von 4 Gew.-% entsprechend 0,8 Vol.-% beigegeben. Der Zementgehalt betrug 450 kg/m PZ 35 bei einem Wert W/z, also einem Verhältnis von Wasser zu Zement, von 0,45· Die Kornzusammensetzung lag bei ^4 mm im Sieblinienbereich A-B gemäß DIN 1045, wobei die Herstellung in der Konsistenz K2, also plastisch, erfolgte. Nach der Zugabe der Stahl-Steel fibers with a length of 12 mm and a thickness of 0.4 mm were added to fresh mortar after the end of the mixing process in an amount of 4% by weight, corresponding to 0.8% by volume. The cement content was 450 kg / m PZ 35 with a value W / z, i.e. a ratio of water to cement, of 0.45 · The grain composition was ^ 4 mm in the grading curve range AB according to DIN 1045, with production in consistency K2 , so plastic, took place. After adding the steel

„„ fasern wurden diese in einer Restmischzeit von ca. 2 Minuten untergemischt und homogen im Frischmörtel verteilt, wozu ein Zwangsmischer verwendet wurde, also im Unterschied zu einem Freifallmischer mit Mischorganen an der umlaufenden Wand des Mischbehälters ein"" These were fiberized in a remaining mixing time of approx. 2 minutes mixed in and distributed homogeneously in the fresh mortar, for which a compulsory mixer was used, i.e. in contrast to a free-fall mixer with mixing elements on the circumferential wall of the mixing container

oc Mischer mit relativ zur Behälterwand umlaufenden Mischwerkzeugen.oc mixer with rotating relative to the container wall Mixing tools.

Der Estrichwerkstoff aus Frischmörtel und Stahlfasern wurde in einer Dicke von 20 mm als Estrichabdeckung T1The screed material made from fresh mortar and steel fibers was used as a screed cover T1 in a thickness of 20 mm

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auf die Folie 10 aufgebracht und glattgestrichen, wobei sich keinerlei verarbeitungstechnische Besonderheiten aufgrund der Beimengung an Stahlfasern 12 zeigten. Während üblicher Zementestrich ohne Stahlfasern bei einer Dicke von 45 tfim über den Heizrohren 1 ein Flächengewicht von 90 kp/m besitzt, besaß der Stahlfaserestrich für die erfindungsgemäße Abdeckung 11 bei 20 mm Dicke lediglich ein Gewicht von 42 kp/m . Demgegenüber ergab sich ein Anstieg der Druckfestigkeit beim erfindungsgemäßen Stahlfaserestrich trotz der verminderten Dicke um ca. 140%, so daß also die Festigkeit der nur 20 mm dicken Estrichabdeckung 11 mit Stahlfasereinlagerungen der geschilderten Art das fast 2 1/2-fache einer Abdeckung 11 aus Normalestrich bei mehr als doppelter Dicke betrug. Dies zeigt, daß die Dicke der erfindungsgemäßen Estrichabdeckung 11 gegenüber der gewählten Dicke von 20 mm gegebenenfalls auch noch erheblich hätte vermindert werden können, und dennoch die Festigkeitswerte erreicht worden wären, die der einschlägigen DIN 4109 zur Aufnahme einer Höchstbelastung von 200 kp/m zugrundeÜegen. Die erhöhte Festigkeit wirkt sich auch in dem Sinne aus, daß auch bei extremen Belastungen jegliche Tendenz zur Rißbildung in der Estrichabdeckung 11 durch die in jeder Richtung liegenden Stahlfasern 12 praktisch ausgeschlossen ist.applied to the film 10 and smoothed out, there being no special processing features whatsoever due to the admixture of steel fibers 12 showed. While normal cement screed without steel fibers at a thickness of 45 tfim over the heating pipes 1 Has basis weight of 90 kgf / m, the steel fiber screed for the cover 11 according to the invention possessed 20 mm thick, a weight of 42 kp / m. In contrast, there was an increase in compressive strength in the steel fiber screed according to the invention despite the reduced thickness by about 140%, so that the strength of the only 20 mm thick screed cover 11 with steel fiber inclusions of the type described, almost 2 1/2 times as much as a cover 11 made of normal screed at more than twice the thickness. This shows that the thickness of the screed cover 11 according to the invention compared to the chosen thickness of 20 mm could possibly have been reduced considerably, and yet the strength values would have been achieved that of the relevant DIN 4109 for absorbing a maximum load of 200 kp / m as a basis. The increased Strength also has an effect in the sense that even under extreme loads there is no tendency to crack practically excluded in the screed cover 11 due to the steel fibers 12 lying in each direction is.

Die bei Niedertemperaturheizungen üblicherweise vorgesehene Vorlauftemperatur des Warmwassers (45⁰C) in den Heizrohren 1 wurde auf 29°C reduziert, wobei sich eine Oberflächentemperatur an der Oberfläche 2 von 26,5°C und eine Raumlufttemperatur in 2 Metern Höhe von 21⁰C ergaben. Es zeigte sich, daß die Wärmeleitzahl bei dem verwendeten Stahlfaserestrich um 30% höher lag als bei normalpm Estrichwerkstoff. Durch die verbesserte Wärmeleitung ergab sich nicht nur eine praktisch völlig gleichförmige Temperatur über die Oberfläche 2, sondern auch eine erhöhte spezifischeThe usually provided with low-temperature heating flow temperature of the hot water (45 ⁰ C) in the heating tubes 1 was reduced to 29 ° C, wherein a surface temperature on the surface 2 of 26.5 ° C and a room air temperature in 2 meters of 21 ⁰ C gave . It was found that the thermal conductivity of the steel fiber screed used was 30% higher than that of normal pm screed material. The improved heat conduction resulted not only in a practically completely uniform temperature over the surface 2, but also in an increased specific temperature

Wärmeabgabe des Heizwassers 1 trotz der verminderten Vorlauftemperatur von nur 29 C. Der Temperaturunterschied zwischen Vorlauf und Rücklauf stieg gegenüber einer Ausführung mit einer Estrichabdeckung 11 aus Normalestrich mit 45 mm Dicke von 6 IC auf 7,3 K, was einer Heizkostenersparnis von ca. 20% entspricht.Heat output from heating water 1 despite the reduced flow temperature of only 29 C. The temperature difference between flow and return rose compared to an embodiment with a screed cover 11 Normal screed with a thickness of 45 mm from 6 IC to 7.3 K, which corresponds to a heating cost saving of approx. 20%.

Aufgrund des erheblich "schlankeren" Aufbaues und der guten Wärmeleitfähigkeit der Estrichabdeckung 11 ergaben sich Reaktionszeiten, die gegenüber der Normalausführung mit 45 mm dickem Normalestrich um mehr als 50% verkürzt waren.Due to the significantly "slimmer" structure and the good thermal conductivity of the screed cover 11 resulted response times that are longer than the normal version with 45 mm thick normal screed than 50% were shortened.

Damit kann durch eine erfindungsgemäße Estrichabdekkung 11 selbst die Dicke von Trockenestrich in vorgefertigten Platten, die 25 mm dick sind, wesentlich unterschritten werden, ohne daß sich die mit derartigen Platten einhergehenden Nachteile insbesondere im Zusammenhang mit Schwierigkeiten bei der Verlegung bestimmter Oberböden ergeben. Selbstverständlich ist aber das erfindungsgemäße Konzept einer Einbringung von Stahlfasern in den angegebenen Mengen und angegebenen Abmessungen auch bei derartigen Trockenestrichen in vorgefertigten Platten anwendbar. 25This allows a screed cover according to the invention 11 even the thickness of dry screed in prefabricated panels that are 25 mm thick is essential be undercut without the disadvantages associated with such plates, in particular in connection with difficulties in laying certain top floors. It goes without saying but the inventive concept of introducing steel fibers in the specified amounts and specified Dimensions can also be used for such dry screeds in prefabricated panels. 25th

Durch die erhebliche Gewichtsverminderung für die Estrichabdeckung 11 eignet sich eine erfindungsgemäße Flächenheizvorrichtung ganz besonders für eine nachträgliche Ausrüstung von Altbauten mit Fußbodenheizung. 30Due to the considerable weight reduction for the screed cover 11, one according to the invention is suitable Surface heating device especially for retrofitting old buildings with underfloor heating. 30th

Claims

Claims 10

1. Surface heating device for a floor, with ins- ' special heating pipes arranged on a soft, resilient thermal insulation layer and one arranged above it hard-wearing cover made of cement screed with embedded metal particles, characterized by that the cement screed cover (11) has a thickness of at most 30 mm, in particular at most approximately 20 mm, and that essentially straight steel fibers (12) or steel wires in the screed with a thickness of less than 2 mm, in particular less than 1 mm and a length of less than 25 mm, in particular less than 20 mm, but more than 5 mm, in particular more than 10 mm, in an amount of at least 0.5% by volume, in particular at least about 0.8 to 1% by volume, but no more than 2% by volume, stored randomly are.

2. Surface heating device according to claim 1, characterized in that the cross-sectional area of the steel fibers (12) is approximately 0.03 to 0.3 mm ² , in particular approximately

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0.12 mm, or that the diameter of the steel fibers, which are essentially circular in cross section

(12) 0.2 mm to 0.6 mm, in particular about 0.4 mm.

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3. surface heating device according to claim 1 or 2, characterized in that the length of the steel fibers (12) is between 10 mm and 15 mm, in particular is about 12 mm.

4. Surface heating device according to one of claims 1

to 3, characterized in that the maximum grain size of the aggregates (13) in the cement screed 4 mm.

5. Surface heating device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating pipes (1) are provided with flat heat conducting elements (8).

6. surface heating device according to claim 5, characterized in that the heating pipes (1) in troughs (7) an insulation board (6) are arranged sunk.

7 · Surface heating device according to claim 6, characterized in that at least the troughs (7) of the Insulation board (6) are covered by means of a film (10) against the screed cover (11).

8. Screed material for use as a cover in a surface heating device according to one of claims 1 to 7, which consists essentially of cement, water and sand-like aggregates, characterized in that in the screed essentially straight steel fibers (12) or steel wires with a thickness of less than 2 mm, in particular less than 1 mm and a length of less than 25 mm, in particular less than 20 mm, but more than 5 mm, in particular more than 10 mm, in an amount of at least 0.5% by volume, in particular at least about 0.8 to 1 % by volume, but at most 2% by volume, are randomly incorporated.

9. Screed material according to claim 8, characterized in that the cross-sectional area of the steel fibers (12) about 0.03 to 0.3 mm, in particular

is about 0.12 mm, or that the diameter of the steel fibers, which are essentially circular in cross section (12) 0.2 mm to 0.6 mm, especially about 0.4 mm.

10. Screed material according to claim 8 or 9, characterized in that the length of the steel fibers (12) between 10 mm and 15 mm, in particular about 12 mm amounts to.

11. Screed material according to one of claims 8 to 10, characterized in that the maximum grain size the aggregate (13) in the cement screed is 4 mm.

12. A method for producing a screed material according to any one of claims 8 to 11, wherein cement, Water and aggregates are mixed to a fresh mortar and metal particles are added thereby marked that first the fresh mortar in a plastic consistency (K2 according to DIN 1045) is ready mixed, and that after completion of this mixing process steel fibers are added to the fresh mortar and then mixed again.

13. The method according to claim 12, characterized in that that the further mixing process is carried out for about 2 minutes.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that that a compulsory mixer is used for the mixing process.